Pētījums liecina par baktērijām un superbugs var radīt elektrību

Zinātnieki ir atklājuši, ka simtiem baktēriju sugu ir spējīgas ražot elektroenerģiju, un tās varētu ļoti labi sadarboties, lai radītu “dzīvas baterijas”.

Lai gan pētnieki ir zinājuši, ka baktērijas, kas atrodamas eksotiskā vidē, piemēram, okeāna grīdā, ir elektrogēnas, jauns pētījums publicēts žurnālā Daba atzīmē pirmo reizi, kad zinātnieki ir atklājuši baktērijas, kas mijiedarbojas ar cilvēkiem arī elektrogēnas.

Šīs baktērijas svārstās no veida, kas izraisa caureju, ar tiem, kas fermentē jogurtu. Daudzi aizpilda cilvēka zarnas, un izpratne par to, kā šīs baktērijas attīsta elektroenerģijas ražošanas spējas, var atklāt, kā tās inficē cilvēkus - vai kāpēc viņi mūs uztur veselīgi.

Studiju līdzautors un Kalifornijas Universitāte, Berkeley pēcdoktorantūra Sam Light stāsta Apgrieztā ka pēdējo 30 gadu laikā zinātnieki arvien vairāk saprata, ka baktērijas, kas dzīvo vidē, kurā ir daudz minerālu oksīdu, piemēram, dzelzs oksīds un mangāna oksīds, spēj izdzīvot procesa dēļ, ko sauc par ekstracelulāri elektronu pārsūtīšana. Tas nozīmē, ka viņi ražo elektroenerģiju kā daļu no vielmaiņas, Light saka.

Iemesls, kāpēc dažas baktērijas ražo elektrību, ir līdzīgs tam, kāpēc mēs ieelpojam skābekli: lai atbalstītu enerģijas ražošanu. Cilvēka ķermenī elektroni tiek pārnesti uz skābekļa molekulām mitohondrijās katrā šūnā. Bet baktērijām, kas dzīvo mūsu zarnās, nav pieejama skābekļa, tāpēc tās ir attīstījušas spēju izmantot alternatīvas. Ar ekstracelulāro elektronu pārnešanu šie mikrobi var “elpot”, pārvietojot augstas enerģijas elektronus ārpus šūnas - elektroenerģijas veidā.

„Mēs atklājām, ka pārtikas izraisītais patogēns Listeria monocytogenes ir šī elektroenerģijas ražošanas spēja, ”skaidro Gaisma. „Mēs varējām identificēt gēnus, kas bija atbildīgi par šo elektrisko aktivitāti, un izrādās, ka arī daudzām citām baktērijām ir šie gēni - tas nozīmē, ka viņi var arī ražot elektrību. Baktērijas ar šiem gēniem ietver citus patogēnus, kas izraisa slimības, probiotikas un normālos mikroorganismu kopienas mūsu zarnās, kā arī baktērijas, ko izmanto pārtikas fermentācijai."

Komanda atklāja, ka, audzējot kolbā ar elektrodiem, baktērijas radīja elektrisko strāvu, kas izmērīta 500 mikrolampos. Tas nozīmē, ka elektrība, ko viņi var ražot ārpus ķermeņa, ir 100 000 elektronu sekundē uz vienu šūnu.

"Es neteiktu, ka viņi ražo elektrību mūsu ķermenī," Gaisma izstrādā. „Viņi vienkārši veic elpošanu ārpus viņu šūnām. Citiem vārdiem sakot, viņiem ir process, ko ārpus mūsu ķermeņa var izvēlēties, lai radītu elektroenerģiju. ”

Un tas ir ļoti interesants zinātniekiem. Jūnijā NASA Starptautiskajai kosmosa stacijai nosūtīja elektroenerģijas ražošanas baktērijas, lai noskaidrotu, vai mikrobi kosmosā joprojām darbojas vienādi. Ja viņi to dara, viņu elektroenerģiju varētu izmantot misijas projektiem. ASV bruņotie spēki arī finansiāli atbalsta elektrogēnās baktēriju pētījumus, cerot, ka baktērijas var tikt izmantotas notekūdeņu attīrīšanai. 2017. gadā Kalifornijas Universitātes, Santa Barbara, zinātnieki arī centās izveidot „dzīvo akumulatoru” ar ķīmiski modificētu mikrobu degvielas šūnu.

Tā kā baktērijas, kas nesatur skābekli, iziet elektronus no šūnu sienām kā izdzīvošanas līdzekli, ja tās tiek manipulētas ar tiesībām, tās varētu arī veicināt mūsu izdzīvošanu intensīvā vidē.